摘要：本文分析了CAN总线的一些特点以及在国内的的应用状况,提出了引入国际上通用的CAN总线高层应用协议,以提高国内CAN系统应用水平的建议,并简要介绍了一种CAN的高层协议—CANopen协议。文章最后部分介绍了国际上一些较先进的CAN产品和开发方法。关键词：CAN-bus协议;CANopen协议;嵌入式软件中间件在设计嵌入式系统,尤其是分布式嵌入式系统时,解决好系统各单元间可靠、有效的通信是系统设计成败的关键,对实时性和安全可靠性要求高
摘 要： 本文分析了
CAN总线的一些特点以及在国内的的应用状况,提出了引入国际上通用的CAN总线高层应用协议,以提高国内CAN系统应用水平的建议,并简要介绍了一种CAN的高层协议—CANopen协议。文章最后部分介绍了国际上一些较先进的CAN产品和开发方法。
关键词： CAN-
bus协议;CANopen协议;嵌入式软件中间件
在设计嵌入式系统,尤其是分布式嵌入式系统时,解决好系统各单元间可靠、有效的通信是系统设计成败的关键,对实时性和安全可靠性要求高的网络而言就更是如此。解决这一问题有
多种方案,如RS232/
485串行总线、CAN、ProfitBus、FF、WorldFIP、LonWorks等各类型的现场总线,还有嵌入式以太网等。其中,尽管
RS485串行总线协议的性能不高,但由于其在硬件成本以及开发简便性上的巨大优势,目前仍然是国内广泛的总线应用。
随着嵌入式系统应用的发展,RS485性能上的不足逐渐显露出来,已经不能满足设计一个高性能、高实时性系统的要求。尽管还需要实践的证明,但笔者经过多年的观察和实践,感觉到CAN总线是其中最有希望成功的。
选择CAN总线实现
通信的原因
选择CAN总线作为最佳候选者,主要是基于以下几方面原因：
CAN串行总线具有高性能
CAN的传输距离可以达到
10公里;通信速率最高可达1Mbps;具有完善的错误检测机制;采用“多重访问冲突仲裁”机制的帧传输方式,可保证不丢失信息;每一帧中最多可以传输8个字节数据,可提供很高的实时性等等。性能上的优势保证了CAN可以应用在很多的领域,在汽车工业、船舶运输、机械控制、工厂自动化、楼宇自动化等都可以看到CAN的应用。
CAN在硬件成本上很具优势
除了性能外,和
其它现场总线相比,CAN总线在硬件成本上也有很大优势。从硬件芯片上来说,智能节点要收发信息需要一个CAN控制器和一个CAN收发器。经过20多年的发展,CAN已经获得了国际上各大半导体制造商的大力支持,据CAN最主要的推广组织CIA(自动化CAN)统计,目前已经有20余种CAN控制器和收发器可供选择,片内集成CAN控制器的单片机更多达
100余种。CAN在开发成本上的优势也很明显
目前,从广泛应用的8位/
16位单片机,到
DSP和32位的PowerPC、ARM等嵌入式处理器,均在芯片内部含有CAN总线硬件接口单元。因此,从硬件角度看,CAN具备其它现场总线无法比拟的高集成化优势和广泛的市场支持基础。
CAN的开发平台也比较简单,用户如果选择普通单片机加上CAN控制器进行开发,则CAN的开发平台和普通单片机的开发平台完全相同;如果选择带有片内CAN控制器的单片机进行开发,则只要换用支持该单片机的
仿真器就可以了,其他开发设备完全相同。开发CAN也需要相应的驱动程序。用户可以自行根据选择的CAN控制器开发驱动程序。
图1 CANopen协议通信模型
图2 CANopen设备模型
